[发明专利]一种氮化硼包覆聚四氟乙烯复合填料及其制备的半固化片和高导热型碳氢覆铜板

说明书

本发明涉及一种氮化硼包覆聚四氟乙烯复合填料及其制备的半固化片和高导热型碳氢覆铜板。本发明首先制备了氮化硼包覆聚四氟乙烯复合填料，随后制备得到半固化片。在真空压合的过程中，氮化硼包覆聚四氟乙烯复合填料可抑制二维片层结构的氮化硼在板材平面方向的取向排列，同时，聚四氟乙烯的引入还降低了板材的介电常数，由此制备得到的碳氢覆铜板不仅具有较高的厚度方向上的热导率，还拥有优异的介电性能、热‑机械强度、尺寸稳定性和高铜箔剥离强度，可满足当下高频、高速通信领域对覆铜板材料的功能多元化和复杂化的各项性能要求。

技术领域

本发明属于通信材料领域，具体涉及一种氮化硼包覆聚四氟乙烯复合填料及其制备的半固化片和高导热型碳氢覆铜板。

背景技术

电子产品正朝着小型化、轻型化、薄型化和多功能化的方向快速发展，作为电子元器件主要载体的覆铜板，其集成度越来越高、线路布置越来越精细。因此，覆铜板除了要拥有优异的绝缘性和热-机械性能之外，还应具备良好的导热、散热功能。金属基覆铜板虽拥有最好的散热能力，但其制造成本居高不下、生产难度大，多用于高电流模块。氧化铝基、氮化铝基和氮化硅基等陶瓷基板也拥有良好的热导率，但其机械性能较差。以FR-4为代表的传统热固型覆铜板绝缘性佳、热-机械性能高，又物美价廉、加工方便、通用性强，然而，其热导率极低，仅0.25W/m*K，介电常数和介质损耗又都很高，致使它们只能在低频下使用。为此，人们开发出了聚苯醚类和聚二烯烃类碳氢聚合物基热固型的覆铜板，一方面提升了基板高频下的介电性能；另一方面，通过向基体树脂中引入高填充量的导热材料，例如氮化硼、氮化铝等，提高了基板的热导率。

然而，前述各类热固型树脂与导热填料的复合，常通过溶液混合法、再经上胶-烘烤-固化等步骤来实现，在该工艺中，导热填料的添加量很有限，致使覆铜板的热导率提升很有限；同时，高填充量的高导热填料还会使得覆铜板的介电常数居高不下，严重影响到覆铜板线路设计与加工；更为重要的是，以氮化硼和氮化铝为代表的六方晶型高导热填料，因其具有各向异性，致使覆铜板在其厚度方向上的热导率远小于其平面方向的热导率，综合性能难以满足当下高速、高频、无损和大容量信息传送的需求。

专利公开号为CN111251676A，公开日为2020.06.09的中国发明专利公开了一种高导热改性聚四氟乙烯覆铜板及其制备方法，首先采用硅烷偶联剂对玻璃纤维布进行预处理，然后配制出PTFE/PFEP/L-色氨酸改性氧化石墨烯分散胶液，再将经硅烷偶联剂预处理后的玻璃纤维布浸渍胶液并烘干得到浸渍胶片，将浸渍胶片叠合成指定厚度的生基片，在生基片两侧覆盖铜箔进行热压烧结，得到改性PTFE覆铜板。

但是该发明专利中的覆铜板存在导热效果差，整体机械性能一般的问题。

发明内容

本发明提供了一种氮化硼包覆聚四氟乙烯复合填料及其制备的半固化片和高导热型碳氢覆铜板。

为解决背景技术中所述的问题，本发明首先通过球磨过程有效剥离了六方氮化硼的片层结构、降低了它们的堆叠层数；然后，经碱处理而在其片层边缘接上了丰富的羟基，随后利用复合偶联剂在氮化硼片层结构上同时修饰上胺基/季铵盐和碳碳双键而制备得到改性氮化硼；接着，通过聚四氟乙烯乳液中的表面活性剂全氟辛酸铵与改性氮化硼之间的静电相互作用，使得改性氮化硼薄片包覆于聚四氟乙烯胶束的表面，将大部分溶剂去除之后，经冻干而将该包覆结构良好地固定下来；最后，经高温烘炒而除去全氟辛酸铵，并促使改性氮化硼表面接枝的胺基/季铵盐部分降解，进而制备得到氮化硼包覆聚四氟乙烯复合填料。

随后，利用氮化硼包覆聚四氟乙烯复合填料、辅助高导热填料、可交联基体树脂、改性树脂、其他辅助填料、阻燃剂和引发剂而配制得到可交联碳氢聚合物组合物的上胶液，经浸渍纤维布之后烘干制备得到的半固化片，其含胶量均匀、树脂附着力强、表面平整、韧性和粘性均适宜。